BAB III PEMODELAN CAPACITIVE VOLTAGE TRANSFORMER
4.2 Analisa Hasil Simulasi
4.2.2 Feroresonansi Akibat Petir
4.2.2.1 Analisa Tegangan Lebih
Untuk memunculkan feroresonansi, dilakukan dengan cara memberi arus impuls pada saluran transmisi. Arus impuls terjadi karena petir yang memiliki bentuk umum 1,2/50 μs dan memiliki amplitudo 10 kA terjadi pada detik ke 0,05.Pada sisi sekunder CVT diberi beban resistif dengan resistansi 75Ω. Simulasi dijalankan selama 0,2 detik. Pada analisa ini akan diteliti pengaruh panjang gelombang arus impuls terhadap fenomena feroresonansi. Pada Gambar 4.7 menunjukan respon tegangan pada primer CVT saat saluran transmisi tersambar petir. Gambar 4.8 menunjukan respon tegangan pada sisi sekunder CVT.
(f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :SEKUND
0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -90 -60 -30 0 30 60 90 [V]
29
Gambar 4.7 Respon tegangan pada primer ketika
saluran transmisi tersambar petir
Gambar 4.8 Respon tegangan pada sekunder ketika
saluran transmisi tersambar petir
Pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 terlihat bahwa sebelum detik ke 0,05 menunjukan keadaan normal. Setelah detik ke 0,05 terjadi sambaran petir pada saluran transmisi, respon tegangan menunjukan lonjakan yang tinggi. Tegangan lebih yang terjadi pada sistem ini terukur memiliki tegangan puncak sebesar 43,6 kV pada sisi primer dan
(f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :XX0005 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -50.0 -37.5 -25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0 37.5 50.0 [kV]
(f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :SEKUND
0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -250.0 -187.5 -125.0 -62.5 0.0 62.5 125.0 187.5 250.0 [V]
30
218,1 V pada sisi sekunder. Pada keadaan normal tegangan puncak sisi primer adalah 16,3 kV dan pada sisi sekunder adalah 81,7 V.
A. Studi Amplitudo Impuls Petir
Pada studi ini akan disimulasikan feroresonansi dengan memvariasikan amplitudo impuls petir yang menyambar saluran. Amplitudo impuls petir simulasikan dari 12 kA hingga 2 kA sedangkan untuk durasi impuls petir yang digunakan 1,2/50 μs. Pada Gambar 4.9 menunjukan respon tegangan pada sisi primer saat impuls petir diberi amplitudo 12 kA dan Gambar 4.10 menunjukan respon tegangan pada sisi primer saat impuls petir diberi ampitudo 2 kA.
Gambar 4.9 Respon tegangan primer CVT saat amplitudo
impuls petir 12 kA (f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :XX0005 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -50.0 -37.5 -25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0 37.5 50.0 [kV]
31
Gambar 4.10 Respon tegangan primer CVT saat
amplitudo impuls petir 2 kA
Saat ampitudo impuls petir diberikan 12 kA, tegangan puncak sisi primer mencapai 49,1 kV. Sedangkan saat amplitudo impuls petir adalah 2 kA, tegangan puncak sisi primer mencapai 21,7 kV. Pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 menunjukan respon tegangan pada primer dan sekunder saat diberi amplitudo yang berbeda.
Tabel 4.2 Perbandingan amplitudo impuls petir terhadap tegangan
puncak primer
Amplitudo Tegangan puncak primer (kV) Prosentase (%) (kA) Sebelum Sesudah
12 16,3 49,1 301,2 10 16,3 43,6 267,5 8 16,3 38,1 233,7 5 16,3 29,9 183,4 2 16,3 21,7 133,1 (f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :XX0005 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -25.00 -18.75 -12.50 -6.25 0.00 6.25 12.50 18.75 25.00 [kV]
32
Tabel 4.3 Perbandingan amplitudo impuls petir terhadap tegangan
puncak sekunder
Amplitudo Tegangan puncak sekunder (V) Prosentase (%) (kA) Sebelum sesudah
12 81,7 245,3 300,2
10 81,7 218,1 267,0
8 81,7 190,7 233,4
5 81,7 149,7 183,2
2 81,7 108,8 133,2
Dari kedua tabel diatas menunjukan tegangan puncak paling tinggi adalah saat amplitudo impuls petir 12 kA. Tegangan puncak sisi primer mencapai 49,1 kV dan tegangan puncak pada sekunder mencapai 245,3 V. Pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12 menunjukan grafik perbandingan amplitudo impuls petir pada primer dan sekunder.
Gambar 4.11 Grafik tegangan puncak terhadap amplitudo
33
Gambar 4.12 Grafik tegangan puncak terhadap amplitudo
impuls petir pada sekunder
Dari kedua grafik menunjukan adanya kelinieran antara amplitudo impuls petir terhadap tegangan puncak akibat feroresonansi. Semakin besar amplitudo impuls petir, maka semakin tinggi tegangan puncak feroresonansinya.
B. Studi Durasi Impuls Petir
Pada studi ini disimulasikan feroresonansi dengan memvariasikan durasi impuls petir yang menyambar saluran transmisi. Secara umum durasi impuls petir adalah 1,2/50 μs dengan amplitudo 10 kA. Pada simulasi ini dilakukan 2 studi durasi impuls petir yaitu dengan memvariasikan waktu puncak (ts) dan waktu punggung (tr). Pada Gambar 4.13 menunjukan respon tegangan primer saat durasi 1,2/80μs dan pada Gambar 4.14 menunjukan respon tegangan primer saat durasi 1,2/5 μs.
34
Gambar 4.13 Respon tegangan pada primer saat
durasi impuls petir 1,2/80μs
Gambar 4.14 Respon tegangan pada primer saat
durasi impuls petir 1,2/5μs
Saat durasi impuls petir diberikan 1,2/80μs ,tegangan puncak sisi primer mencapai 48,7 kV. Sedangkan saat durasi petir diberikan 1,2/5μs, tegangan puncak sisi primer mencapai 20,8 kV. Pada Tabel 4.4 dan Tabel 4.5 menunjukan respon tegangan puncak primer dan sekunder saat durasi waktu punggung impuls petir berbeda.
(f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :XX0005 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -50.0 -37.5 -25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0 37.5 50.0 [kV] (f ile CVT_f ix.pl4; x-v ar t) v :XX0005 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 [s] 0.20 -25.00 -18.75 -12.50 -6.25 0.00 6.25 12.50 18.75 25.00 [kV]
35
Tabel 4.4 Perbandingan durasi waktu punggung impuls petir terhadap
tegangan puncak primer
Gelombang Tegangan Puncak Primer (kV)
Prosentase (%) (μs) Sebelum Sesudah 1,2/80 16,3 48,7 298,8 1,2/65 16,3 46,7 286,5 1,2/50 16,3 43,6 267,5 1,2/25 16,3 34,2 209,8 1,2/10 16,3 24,6 150,9 1,2/5 16,3 20,8 127,6
Tabel 4.5 Perbandingan durasi waktu punggung impuls petir terhadap
tegangan puncak sekunder
Gelombang Tegangan Puncak sekunder (V)
Prosentase (%) (μs) Sebelum sesudah 1,2/80 81,7 243,4
297,9
1,2/65 81,7 233,5285,8
1,2/50 81,7 218,1267,0
1,2/25 81,7 170,9209,2
1,2/10 81,7 123,3150,9
1,2/5 81,7 104,2127,5
Dari tabel diatas menunjukan bahwa durasi waktu punggung impuls petir mempengaruhi tegangan puncak feroresonansi. Tegangan puncak paling tinggi adalah saat durasi petir 1,2/80μs yaitu sebesar 48,7 kV pada sisi primer dan 243,4 V pada sisi sekunder. Pada Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 menunjukan grafik perbandingan durasi waktu punggung petir terhadap tegangan puncak pada sisi primer dan sisi sekunder
36
Gambar 4.15 Grafik tegangan puncak terhadap durasi
waktu punggung impuls petir pada sisi primer
Gambar 4.16 Grafik tegangan puncak terhadap durasi
waktu punggung impuls petir pada sekunder
Dari kedua grafik diatas menunjukan bahwa durasi waktu punggung impuls petir mempengaruhi tegangan puncak feroresonansi. Semakin lebar durasi waktu punggung petir, tegangan puncak akibat feroresonansi juga semakin tinggi.
Studi dilanjutkan dengan memvariasikan durasi waktu muka pada impuls petir. Pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 menunjukan respon tegangan
37
puncak pada primer dan sekunder pada durasi waktu muka yang berbeda.
Tabel 4.6 Perbandingan durasi waktu muka impuls petir
terhadap tegangan puncak primer
Durasi Tegangan puncak primer (kV) Prosentase (%) (μs) Sebelum Sesudah 2/50 16,3 43,6 267,5 1,7/50 16,3 43,7 268,1 1,5/50 16,3 43,7 268,1 1,2/50 16,3 43,6 267,5 1/50 16,3 43,5 266,9 0,8/50 16,3 43,4 266,3
Tabel 4.7 Perbandingan durasi waktu muka impuls petir
terhadap tegangan puncak sekunder
Durasi Tegangan puncak sekunder (V) Prosentase (%) (μs) Sebelum sesudah 2/50 81,7 218,3 267,2 1,7/50 81,7 218,5 267,4 1,5/50 81,7 218,6 267,6 1,2/50 81,7 218,1 267,0 1/50 81,7 217,4 266,1 0,8/50 81,7 216,9 265,5
Dari tabel diatas saat durasi impuls petir 1,7/50μs dan 1,5/50μs memiliki tegangan puncak primer yang sama yaitu sebesar 43,7 kV. Sedangkan pada sekunder saat durasi 1,5/50μs memiliki tegangan puncak paling tinggi yaitu 218,6 V. Pada Gambar 4.17 dan Gambar 4.18 menunjukan grafik perbandingan durasi waktu muka impuls petir terhadap tegangan puncak pada sisi primer dan sisi sekunder.
38
Gambar 4.17 Grafik tegangan puncak terhadap durasi
waktu muka impuls petir pada sisi primer
Gambar 4.18 Grafik tegangan puncak terhadap durasi
waktu muka impuls petir pada sisi sekunder
Dari kedua grafik diatas menunjukan bahwa pengaruh durasi waktu muka impuls petir adalah tidak signifikan terhadap tegangan puncak feroresonansi. Dari variasi yang dimasukan untuk durasi waktu muka, nilai tegangan puncak pada primer dan sekunder cenderung tetap.
39